利用联网车辆引导系统推动自动驾驶汽车革命

发布日期 : 27 October 2025

发布者 : Sanya Mehra

为了给客户提供最佳体验，原始设备制造商 (OEM) 多年来一直在车辆研发方面投入巨资。如今，随着人工智能 (AI) 的发展和互联技术的增强，汽车行业的这种投入比以往任何时候都更加显著，因为这些技术正成为自动驾驶汽车技术革命的主要驱动力。这一核心转变将改变我们与交通的关系，使其不仅不降低实用性，而且更加安全高效。能够自主从起点到达终点的技术创新被称为自动驾驶汽车。它通过利用一系列先进的车载传感器和技术来实现这一点，包括激光雷达、雷达、摄像头和高级软件。这项技术的功能被划分为不同的级别，反映了自动化程度的不同，因此它并非一个单一的整体系统。

自动驾驶汽车剖析：六个自动化层次

在国际汽车工程师协会 (SAE International) 制定的常用分类标准 SAE J3016 中，驾驶自动化分为六个级别。全球汽车制造商和监管机构均采用此分类标准来对汽车功能进行分类。每个级别都以前一个级别为基础，形成一个连续的过程。

• 0级：无驾驶自动化——这是默认设置，所有实时变化的驾驶任务均由驾驶员掌控。车辆可以提供警告或短期辅助。例如，紧急制动系统可能会提醒驾驶员即将发生碰撞，但不会接管车辆控制权。尽管这些系统很有用，但驾驶员仍然完全掌控车辆。
• 一级辅助：驾驶员辅助——车辆在此级别提供转向或加速/减速辅助。车道居中辅助（使车辆保持在车道中央）和自适应巡航控制（调节车速和与前车的距离）就是两个很好的例子。驾驶员始终处于监控状态，随时准备接管车辆控制权。
• 二级：部分自动驾驶——由于系统可以同时控制转向和加速/减速，二级自动驾驶是一项巨大的飞跃。通用汽车的Super Cruise和特斯拉的Autopilot等车辆都属于二级自动驾驶。虽然无需手动控制，但驾驶员仍然必须时刻关注车辆状况，并具备随时刹车的能力。实际的驾驶操作仍然由人类驾驶员完成。
• 3级：有条件驾驶自动化——车辆现在能够在特定条件下完成所有动态驾驶任务，因此从2级过渡到3级至关重要。在交通拥堵等受限环境下，3级系统（例如奥迪的交通拥堵辅助系统）可以介入。驾驶员必须随时待命，以便系统在接到指令后恢复控制。这既是一个显著的区别，也是一项重大的技术和监管挑战。
• 第四级：高度自主驾驶——在此级别，车辆能够在特定且有限的运行设计域 (ODD) 内完成所有动态驾驶活动。这意味着车辆能够在预先设定的区域内自主行驶，例如，设有地理围栏的城市区域或专用高速公路，无需任何人为干预。车辆能够应对突发情况，并在系统崩溃时采取低风险操作，例如安全停车。
• 第五级：完全自动驾驶——长远目标是制造出一种能够在任何情况下动态行驶而无需任何人为干预的车辆。由于第五级汽车的设计目标是在任何地点、任何道路上、任何天气条件下自主行驶，因此它不会配备方向盘或踏板。这一级别代表了真正的、完全“无人驾驶”的车辆。

联网汽车技术的辅助

V2X（车联网）通信，通常被称为车联网技术，是交通运输系统的神经中枢。它实现了车辆（V2V）、基础设施（V2I）、行人（V2P）和云端之间的通信。与单辆未联网的汽车相比，该网络提供了诸多优势。

• 安全：联网车辆让驾驶员能够360度全方位感知周围环境，远远超出视野范围。美国交通部的一项研究指出，V2X通信技术有望避免绝大多数交通事故。通过使车辆能够共享速度、位置和制动状态等关键信息，该系统能够警告驾驶员前方弯道、建筑物后方或盲区内的潜在危险，从而为驾驶员争取更多反应时间，避免碰撞事故的发生。这种全方位感知功能是实现“零事故”愿景的一大步。
• 绿色交通：联网车辆在实现可持续交通方式方面发挥着至关重要的作用。通过与基础设施实时交换信息，它们可以优化交通流量，防止拥堵，并减少不必要的启停。根据车对车（V2V）通信研究，通过与驾驶员共享实时数据和最佳速度警报，联网网络有望提高燃油效率并减少碳排放。汽车与智能基础设施之间的这种协同作用是构建可持续交通基础设施的核心要素。
• 车对车通信 (V2V)： V2V 通信大致是指车辆之间可以可靠、安全地共享匿名信息。专用短程通信 (DSRC) 技术通常使用特定的无线电频段（美国为 5.9 GHz）来实现低延迟通信。由于 V2V 创建了一个“自组织”网络，可以促进车辆之间的实时数据交换，因此已被证明是提高安全性和效率的关键组成部分。即使在不具备视距通信能力的情况下，视距通信也能改善交通流量，促进车辆间的协同行驶，并提供实时碰撞预警。

全球定位系统，简称GPS

全球定位系统（GPS）是一种卫星导航系统，可提供精确的时间和位置信息。尽管它已逐渐成为历史，但其在联网车辆中的应用和发展使其不可替代。车辆中的GPS接收器利用环绕地球运行的一组卫星的信号来确定车辆的精确位置。这些数据对于以下方面具有重要价值：

• 导航和制图： GPS 是现代导航的支柱，为驾驶员提供逐向导航和实时交通状况。
• 自动驾驶车辆应用：无人驾驶汽车可靠的定位和地图绘制依赖于高精度GPS，通常还会辅以激光雷达和摄像头。GPS能够以厘米级的精度告知车辆其在地图上的位置，这对于安全驾驶至关重要。
• 地理信息系统（GIS）：从庞大的联网车辆车队收集 GPS 数据，可以生成交通、道路状况和地理特征地图，并将它们组合成完整的实时地图，为城市规划和交通管理提供有价值的反馈。
• 车载诊断系统 (OBD)：车载诊断系统 (OBD) 是汽车集成的自诊断和报告系统。OBD 可提供汽车性能和状况的实时信息。在美国，加州空气资源委员会 (CARB) 和环境保护署 (EPA) 强制执行 OBD-II 标准，该标准要求汽车监控与排放相关的系统和部件。OBD 接口通常位于驾驶员侧仪表板下方，维修技师可通过该接口访问这些信息，例如故障诊断码 (DTC)，以便快速识别问题。正如多项政府法规所述，OBD 系统的发展重点在于标准化通信协议（例如 J1850 和 ISO 9141-2），从而可以使用通用扫描工具读取和清除故障码，进而增强维修技师和车主的便利性。

已实施联网车辆功能的地区

互联汽车技术的应用并非遍及全球，而是集中在一些拥有有利监管政策和完善技术基础设施的特定地区。事实上，亚太地区已成为互联汽车创新和应用的中心。这得益于诸多因素，例如5G网络的快速普及、安全标准的不断提高以及物联网（IoT）在汽车市场的广泛应用。

预计亚太地区汽车市场对互联汽车的需求将主要受以下因素驱动：5G技术在车型中的日益普及、车辆安全标准的不断提高、商用车的增长以及物联网在汽车领域的应用。一项最新研究预测，到2025年，中国5G互联汽车的销量将达到约700万辆，占全国互联汽车总销量的40%。

中国：中国是互联汽车市场的领军者。一项研究估计，到2025年，中国销售的新车中约有70%将配备某种类型的互联技术。政府也投入巨资，已承诺超过150亿美元用于智慧城市建设，其中大部分资金用于提升车辆互联能力。中国大力建设5G网络，预计到2025年，互联汽车销量将接近700万辆，占全国互联汽车总销量的40%。

印度：印度乘用车市场正处于快速增长阶段。印度品牌资产基金会 (IBEF) 的一项分析显示，2021 年印度乘用车市场规模为 327 亿美元，预计到 2027 年将达到 548.4 亿美元。印度在推广电动汽车方面也采取了重大举措，政府推出了诸如 FAME（更快采用和制造混合动力及电动汽车）计划等项目。

日本：自1997年丰田普锐斯上市以来，混合动力汽车（HEV）的需求显著增长，日本也一直致力于推广电动交通。到2035年，日本政府已制定宏伟计划，力争使所有新售汽车均为纯电动或混合动力汽车。据日本汽车经销商协会（JADA）统计，2020年日本新电动汽车销量接近140万辆。其中，混合动力汽车占2020年新交付电动汽车总数的97.8%，插电式混合动力汽车（PHEV）和纯电动汽车（BEV）的占比虽小，但呈增长趋势。

结论

随着汽车日益集成计算机硬件和软件，以及全球对安全、高效、便捷出行的普遍需求，无线数据通信有望彻底改变交通运输行业。通过车辆、消费单元和设备之间安全兼容的互联，联网汽车技术不再仅仅是一种趋势，而是未来的发展方向。得益于国际社会向智慧城市和可持续交通转型，这场变革或将惠及整个社会。2021年4月，全球超过45亿人活跃使用互联网，这表明我们的社会互联程度已达到何种程度。此外，信息通信技术产业的蓬勃发展极大地促进了GDP增长和研发投入，证明了这场技术革命与社会和经济转型密切相关。自动驾驶汽车不仅将彻底改变交通方式，更将通过世界领先企业和政府的共同投资，带来更加绿色、更加美好的未来。